Name: stable dna motifs, 1d and 2d nanostructures constructed from small circular dna molecules
Uploaded: 2019-04-12T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stable DNA Motifs, 1D and 2D Nanostructures Constructed from Small Circular DNA Molecules at JoVE.com

我们感谢国家自然科学基金 (91753134 和 21571100) 和东南大学生物电子国家重点实验室的财政支持。

1. 编制圆形 Dna
<ol><li>使用商业公司直接提供的所有线性 Dna, 无需进一步纯化。</li>
	<li>以 5, 000xg 离心 DNA 样本 5分钟, 以收集管内底部的所有 DNA 颗粒。加入适当体积的 TE 缓冲液 (10 mM tris, 1 mM EDTA, pH 8.0) 来溶解 DNA。</li>
	<li>使用260纳米的微紫外光谱仪测量每个 ss-DNA 溶液的 "a" ngμl 浓度。将 "a" ngμμl 转换为 "b" Μμm, 跟随 b = ax10 3/(dna 链的分子量)。调整 TE 溶液的用量, 使 Dna 溶液达到10μm。</...

<ol>
	<li>Tsu-Ju, F., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+double-crossover+molecules.">DNA double-crossover molecules.</a> Biochemistry. 32 (13), 3211-3220 (1993).</li><li>Winfree, E., Liu, F., Wenzler, L. A., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+self-assembly+of+two-dimensional+DNA+crystals.">Design and self-assembly of two-dimensional DNA crystals.</a> Nature. 394 (6693), 539-544 (1998).</li><li>Liu, F., Sha, R., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modifying+the+surface+features+of+two-dimensional+DNA+crystals.">Modifying the surface features of two-dimensional DNA crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 121 (5), 917-922 (1999).</li><li>Yan, H., Park, S. H., Finkelstein, G., Reif, J. H., LaBean, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-templated+self-assembly+of+protein+arrays+and+highly+conductive+nanowires.">DNA-templated self-assembly of protein arrays and highly conductive nanowires.</a> Science. 301 (5641), 1882-1884 (2003).</li><li>Liu, D., Wang, M., Deng, Z., Walulu, R., Mao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensegrity:+Construction+of+rigid+DNA+triangles+with+flexible+four-arm+DNA+junctions.">Tensegrity: Construction of rigid DNA triangles with flexible four-arm DNA junctions.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (8), 2324-2325 (2004).</li><li>Tian, C., Li, X., Liu, Z., Jiang, W., Wang, G., Mao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+self-assembly+of+DNA+tiles+into+complex+nanocages.">Directed self-assembly of DNA tiles into complex nanocages.</a> Angewandte Chemie: International Edition. 53 (31), 8041-8044 (2014).</li><li>Wang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrosynthetic+analysis-guided+breaking+tile+symmetry+for+the+assembly+of+complex+DNA+nanostructures.">Retrosynthetic analysis-guided breaking tile symmetry for the assembly of complex DNA nanostructures.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (41), 13579-13585 (2016).</li><li>Ke, Y., Ong, L. L., Shih, W. M., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+structures+self-assembled+from+DNA+bricks.">Three-dimensional structures self-assembled from DNA bricks.</a> Science. 338 (6111), 1177-1183 (2012).</li><li>Wei, B., Dai, M., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+shapes+self-assembled+from+single-stranded+DNA+tiles.">Complex shapes self-assembled from single-stranded DNA tiles.</a> Nature. 485 (7400), 623-626 (2012).</li><li>Ke, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+brick+crystals+with+prescribed+depths.">DNA brick crystals with prescribed depths.</a> Nature Chemistry. 6 (11), 994-1002 (2014).</li><li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns.">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440 (7082), 297-302 (2006).</li><li>Douglas, S. M., Dietz, H., Liedl, T., H&#246;gberg, B., Graf, F., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+DNA+into+nanoscale+three-dimensional+shapes.">Self-assembly of DNA into nanoscale three-dimensional shapes.</a> Nature. 459 (7245), 414-418 (2009).</li><li>Dietz, H., Douglas, S. M., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+into+twisted+and+curved+nanoscale+shapes.">Folding DNA into twisted and curved nanoscale shapes.</a> Science. 325 (5941), 725-730 (2009).</li><li>Ackermann, D., Schmidt, T. L., Hannam, J. S., Purohit, C. S., Heckel, A., Famulok, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+double-stranded+DNA+rotaxane.">A double-stranded DNA rotaxane.</a> Nature Nanotechnology. 5 (6), 436-442 (2010).</li><li>Zheng, H., Xiao, M., Yan, Q., Ma, Y., Xiao, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+circular+DNA+molecules+act+as+rigid+motifs+to+build+DNA+nanotubes.">Small circular DNA molecules act as rigid motifs to build DNA nanotubes.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (29), 10194-10197 (2014).</li><li>Wang, M., Huang, H., Zhang, Z., Xiao, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+DNA+lattices+constructed+from+two-tile+DAE-O+systems+possessing+circular+central+strands.">2D DNA lattices constructed from two-tile DAE-O systems possessing circular central strands.</a> Nanoscale. 8 (45), 18870-18875 (2016).</li><li>Guo, X., Wang, X. M., Wei, S., Xiao, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+holliday+junction+in+small+circular+DNA+molecules+for+stable+motifs+and+two-dimensional+lattices.">Construction of a holliday junction in small circular DNA molecules for stable motifs and two-dimensional lattices.</a> ChemBioChem. 19 (13), 1379-1385 (2018).</li><li>Holliday, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mechanism+for+gene+conversion+in+fungi.">A mechanism for gene conversion in fungi.</a> Genet. Res. 5 (2), 282-304 (1964).</li><li>Duckett, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+Holliday+junction.">The structure of the Holliday junction.</a> Structure and Methods, Human Genome Initiative and DNA Recombination. 1 (1), 157-181 (1990).</li><li>Ariyoshi, M., Vassylyev, D. G., Iwasaki, H., Nakamura, H., Shinagawa, H., Morikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+structure+of+the+RuvC+resolvase:+A+holliday+junction-specific+endonuclease+from+E.+coli.">Atomic structure of the RuvC resolvase: A holliday junction-specific endonuclease from E. coli.</a> Cell. 78 (6), 1063-1072 (1994).</li><li>Eichman, B. F., Vargason, J. M., Mooers, B. H., Ho, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Holliday+junction+in+an+inverted+repeat+DNA+sequence:+sequence+effects+on+the+structure+of+four-way+junctions.">The Holliday junction in an inverted repeat DNA sequence: sequence effects on the structure of four-way junctions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (8), 3971-3976 (2000).</li><li>Stahl, E., Martin, T. G., Praetorius, F., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+and+scalable+preparation+of+pure+and+dense+DNA+origami+solutions.">Facile and scalable preparation of pure and dense DNA origami solutions.</a> Angewandte Chemie: International Edition. 53 (47), 12735-12740 (2014).</li><li>de Gennes, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reptation+of+a+polymer+chain+in+the+presence+of+fixed+obstacles.">Reptation of a polymer chain in the presence of fixed obstacles.</a> The Journal of Chemical Physics. 55 (2), 572-579 (1971).</li><li>Slater, G. W., Noolandi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+biased+reptation+model+for+charged+polymers.">New biased reptation model for charged polymers.</a> Physical Review Letters. 55 (15), 1579 (1985).</li><li>Lilley, D. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+branched+nucleic+acid+structure+using+comparative+gel+electrophoresis.">Analysis of branched nucleic acid structure using comparative gel electrophoresis.</a> Quarterly Reviews of Biophysics. 41 (1), 1-39 (2008).</li><li>Pfreundschuh, M., Martinez-Martin, D., Mulvihill, E., Wegmann, S., Muller, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiparametric+high-resolution+imaging+of+native+proteins+by+force-distance+curve-based+AFM.">Multiparametric high-resolution imaging of native proteins by force-distance curve-based AFM.</a> Nature Protocols. 9 (5), 1113-1130 (2014).</li></ol>

本文提出的方案主要集中在小圆形 DNA 分子的合成和 DNA 纳米结构的组装上。大多数随机测序的 DNA 设计可以在该协议中使用。圆形 Dna 的纯度对于 DNA 组件的成功至关重要。降低 5 '-磷酸化线性 DNA 的浓度可以提高环化的生产产率;但是, 这将增加产生相同数量的循环 Dna 的工作量。夹板 DNA 链的长度也会影响正确的结扎反应, 优化后 c64nt 和 c64nt 的核苷酸长度在20个左右。
在组装?...

DNA 分子已被用于建立多种纳米结构几十年来。典型的图案包括 dae (双交叉, 反平行, 甚至半转) 和 dao瓷砖 1,2, 3, 星牌 4,5,6, 7, 单链 (ss)瓷砖 8,9,10和 dna 折纸11,12,13。这些 DNA 图案和格子是由线性 ss-DNAs 组装而成的。最近, 我们还报告了使用圆形 ss-寡核苷酸作为支架来构建图案、一维纳米管和二维格子14、15、16、17。通过在 c64nt 中心插入 holliday 连接点 18、19、20、21,可以形成一对两个耦合 dao 磁贴17。这个新的 cDAO 母题及其衍生物足够稳定和刚性, 可以组装高达 3x5μm 2 的二维 DNA晶格。在本文中, 我们使用了一个术语 "圆形瓷砖", 它被定义为一个稳定的 DNA 复杂分子, 用一个圆形支架和其他线性的 ss-寡核苷酸的钉建造, 另一个术语 "线性瓦", 它是由一个完整的线性生成寡核苷酸。
该协议演示了如何构建五种 DNA 纳米结构, 这些纳米结构以小圆形 dna 分子为支架: 1) 无限一维 c64nt 和 c64nt 纳米线, 2) 无限二维 Cdao-c64nt-o 和 Cdao-c64t-e (-o 代表5个半圈和---表示偶数的4个半转) 格子, 3) 无限二维 cdao-c8nt-o 和 Cdaa-c84nt e 晶格, 4) 有限的 2D 5x6 Cdao-c64n-o 和 5x6 cdao-c74&84nt o 矩形, 5) 无限 1D acdaa-c4nt e 纳米颗粒和纳米轴 (请参阅 图 3-5用于上述五种 dna 纳米结构的示意图和图像)。一维 c64nt 和 c64nt 纳米线分别从与两个线性订书机相关的每个 c64nt 和 c64nt 支架中组装而成。Cdao-c64nt、Acda-c64nt、cdaa-c74nt 或 Cdao-c84nt 的每个圆形磁贴分别从其相应的 c64nt、c74nt 或 c84 nt 的脚手架中退火, 并分别使用四个线性订书针进行退火。无限二维格子是从具有不同序列的两个圆形磁贴的同一类型进行组装的。两个有限的二维矩形格子分别从32块圆形子网格的两组组合在一起。为了省钱, 在第一个亚退火步骤中, 分别使用不同的悬架来退火32°o-c64nt、12个 cdaa-c74 和 20个 cdao-c84nt 圆形分瓦, 而不同的悬架则只使用单级 c64nt、c64nt 和 c64nt 作为相应的脚手架将相应的32个圆形子晶瓦混合在一起, 应用第二晶格退火步骤分别组装有限的 5x6 cdao-c64n-o 和 5x6 cdao-c74&84nt-o 晶格。当然, 不同顺序的圆形支架可以用来组装各种有限尺寸的纳米结构, 但它将花费更多的金钱和劳动力。无限 1D Acdaa-c64nt e 纳米颗粒和纳米光谱是由一个序列的非对称 acda-c64t 磁贴退火, 线性连接数均匀, 为4个半圈。有两种方法可以从 Cdao-c64nt 和 Cdao-c84nt 的圆形磁贴中组装无限二维格子, 它们分别由偶数4和5个半圈的奇数的互距来区分。前者要求所有磁贴以相同的方式对齐;后者要求沿螺旋轴交替相邻的两个瓦片的面。如果磁贴是刚性和平面的, 例如 Cdao-c64nt, 这两种方法都会产生平面纳米带;如果磁贴向一个方向弯曲, 例如 Cdao-c84nt, 偶数4半转的互连将产生纳米管, 而奇数5半转的互连将产生平面纳米带, 因为消除了曲线偏置的增长, 通过弯曲的瓷砖的交替对齐。从圆形瓷砖成功组装一维和二维 DNA 纳米结构表明了这种新方法的几个优点: 圆形瓷砖的强制稳定性和刚性, 而不是线性瓷砖, 手性瓷砖用于组装非对称纳米结构, 如纳米颗粒和纳米带, 了解 DNA 力学和分子结构等的新愿景。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:684px;" width="684">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">T4 ligase</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2011A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">T4 buffer</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2011A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TE buffer</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B548106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thermo bottle</td>
			<td style="width:171px;">Thermos</td>
			<td style="width:131px;">SK-3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thermo cycler</td>
			<td style="width:171px;">Bio Gener</td>
			<td style="width:131px;">GE4852T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Exonuclease I</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2650A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Exonuclease I buffer</td>
			<td style="width:171px;">TaKaRa</td>
			<td style="width:131px;">2650A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">30% (w/v) Acryl/Bis solution (19:1)</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B546016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TAE premix podwer</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B540023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mg(Ac)2&#183;4H2O</td>
			<td style="width:171px;">Nanjing Chemical Reagent</td>
			<td style="width:131px;">C0190550223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Urea</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">A510907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TEMED</td>
			<td style="width:171px;">BBI</td>
			<td style="width:131px;">A100761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ammonium Persulfate</td>
			<td style="width:171px;">Nanjing Chemical Reagent</td>
			<td style="width:131px;">13041920295</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Power supply</td>
			<td style="width:171px;">Beijing Liuyi</td>
			<td style="width:131px;">DYY-8C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Water bath</td>
			<td style="width:171px;">Sumsung</td>
			<td style="width:131px;">DK-S12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Formamide</td>
			<td style="width:171px;">BBI</td>
			<td style="width:131px;">A100314</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNA Marker (25~500 bp)</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B600303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNA Marker (100~3000 bp)</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B500347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Loading buffer</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B548313</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PAGE electrophoresis systerm</td>
			<td style="width:171px;">Beijing Liuyi</td>
			<td style="width:131px;">24DN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Filter</td>
			<td style="width:171px;">ASD</td>
			<td style="width:131px;">5010-2225</td>
			<td>0.22 &#181;M</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">UV imaging System</td>
			<td style="width:171px;">Tanon</td>
			<td style="width:131px;">2500R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">n-butanol</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">A501800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Absolute Ethanol</td>
			<td style="width:171px;">SCR</td>
			<td style="width:131px;">10009257</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">NaOAc</td>
			<td style="width:171px;">Nanjing Chemical Reagent</td>
			<td style="width:131px;">12032610459</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:171px;">eppendorf</td>
			<td style="width:131px;">Centrifuge 5424R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vacuum concentrator</td>
			<td style="width:171px;">CHRIST</td>
			<td style="width:131px;">RVC 2-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ultraviolet spectrum</td>
			<td style="width:171px;">Allsheng</td>
			<td style="width:131px;">Nano-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">nucleic acid stain</td>
			<td style="width:171px;">Biotium</td>
			<td style="width:131px;">16G1010</td>
			<td>GelRed</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Agarose</td>
			<td style="width:171px;">Biowest</td>
			<td style="width:131px;">G-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Agarose electrophoresis systerm</td>
			<td style="width:171px;">Beijing Liuyi</td>
			<td style="width:131px;">DYCP-31CN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Heating Plate</td>
			<td style="width:171px;">Jiangsu Jintan</td>
			<td style="width:131px;">DB-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TBE premix podwer&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;">B540024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">filter column</td>
			<td style="width:171px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:131px;">7326165</td>
			<td>Freeze &#39;N Squeeze column</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">AFM</td>
			<td style="width:171px;">Bruker</td>
			<td style="width:131px;">Dimension FastScan</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PEG8000</td>
			<td style="width:171px;">BBI</td>
			<td style="width:131px;">A100159</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mica</td>
			<td style="width:171px;">Ted Pella</td>
			<td style="width:131px;">BP50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">triangular AFM probe in air</td>
			<td style="width:171px;">Bruker</td>
			<td style="width:131px;">FastScan-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">triangular AFM probe in fulid</td>
			<td style="width:171px;">Bruker</td>
			<td style="width:131px;">ScanAsyst-fluid+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNA strands</td>
			<td style="width:171px;">Sangon</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stable dna motifs, 1d and 2d nanostructures constructed from small circular dna molecules

本文详细介绍了小圆形 DNA 分子的合成、圆形 DNA 图案的退火以及一维和二维 DNA 纳米结构的构建。几十年来, DNA 纳米技术的快速发展归功于线性 Dna 的使用作为源材料。例如, DAO (双交叉、反平行、奇数半转) 磁贴作为构建 2D DNA 格子的构建块而闻名;DAO 的核心结构是由两个线性单链 (ss) 寡核苷酸组成的, 就像两条绳子做右手老奶奶结一样。在这里, 一种名为 cDAO (耦合 DAO) 的新型 DNA 切片是使用 cDAO 或 cDAO (圆形64或84核苷酸) 的小圆形 ss-DNA 作为支架链和几个线性 Ss-dna 作为主要链。完美的一维和二维纳米结构由 cDAO 瓷砖组装而成: 无限纳米线、纳米轴、纳米管、纳米带;和有限的纳米矩形。详细的方案描述: 1) T4 连接酶制备和纯化变性 page (聚丙烯酰胺凝胶电泳) 的小圆形寡核苷酸, 2) 退火稳定的圆形瓷砖, 其次是本地 PAGE 分析, 3) 组装无限一维纳米线、纳米轴、纳米轴、纳米管和纳米带的无限二维晶格和有限二维纳米矩形, 然后是原子力显微镜成像。该方法简单、可靠, 对大多数实验室来说都是经济实惠的。

由于环状 dna 内的毛孔被凝胶纤维 23, 24, 25 穿透和阻碍, 因此在变性页中, 圆形 dna 的移动速度比其前兆线性 dna 稍慢(图 2).低聚单体环化的正确结扎反应效率取决于基板序列和浓度、反应温度、时间等。由于前体线性 DNA 的浓度在3.5Μm 左右足够高, 因此, 在 uv 光下, c64nt (或 c64...

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Stable DNA Motifs, 1D and 2D Nanostructures Constructed from Small Circular DNA Molecules

本文详细介绍了小圆形 DNA 分子 T4 结扎和变性 PAGE 纯化、圆形瓷砖退火和原生 page 分析、一维和二维 DNA 纳米结构的组装和 AFM 成像以及琼脂糖凝胶的研究。有限 DNA 纳米结构的电泳和离心纯化。

由小圆形 DNA 分子构建的稳定 DNA 分子、一维和二维纳米结构

This article presents a detailed protocol for synthesis of small circular DNA molecules, annealing of circular DNA motifs, and construction of 1D and 2D ...

该方法将DNA纳米技术从线性寡核苷酸DAS的源材料扩展到一些圆形的DAS。这些技术的主要优点是，它对于大多数实验室来说简单、坚固且经济实惠。对于圆形DNA纯化，将20微升的甲酰胺加入新鲜准备好的圆形DNA溶液中，加入140微升的混拌液中。将 16 至 20 微升的圆形 DNA 溶液加载到 7 到 9 个变性 PAGE 凝胶井中。将两个微升的装料染料与相应的前体线性DNA的八微升混合，将混合物注入单独的参考井中。然后以每厘米 10 伏特的速度运行凝胶约两个小时，当二甲苯氰醇 FF 观察到凝胶下约三分之二时停止运行。戴上橡胶手套和护目镜，将凝胶转移到荧光薄层色谱板上，并使用剃须刀刀片切断目标凝胶带，就像紫外线照射所蒙上阴影一样。将凝胶带放入两毫升微离心管中干燥，然后将干燥的凝胶捣碎成糊状，以两倍的凝胶体积加入去离子水，在室温下过夜摇动。第二天早上，将混合物过滤成两毫升的微离心管，用少量去离子水冲洗第一管的两侧，以回收任何残留的DNA，然后再次过滤以结合超生。然后通过乙醇沉淀净化圆形DNA，将DNA储存在零下20摄氏度。对于一盆退火，混合两个微升10倍醋酸三酯EDTA镁缓冲液，每10微摩尔DNA存量溶液中的一微升，一组线性和圆形链的摩尔比例相等，并在200微升PCR试管中加入Tris EDTA缓冲液，最终体积为20微升。然后在 95 至 25 摄氏度的热瓶中摄像，超过 48 小时。将装配溶液退火。对于无限格子的两步退火，混合两个微升的10倍三酯醋酸化镁缓冲液，每10微摩尔DNA存量溶液中的一微升，一组线性和圆形链的摩尔比例相等，并在200微升PCR试管中加入额外的Tris EDTA缓冲液，最终体积为20微升。在第一个亚瓦退火步骤中，使用从 95 摄氏度到 25 摄氏度的快速线性冷却方法，在两个半小时内，将 PCR 热循环器中每个前体子瓦溶液退火。为了准备装配解决方案，对于四个无限格子中每个格子，将两个相应子片溶液的 10 微升混合在一起，最终浓度为每股 0.25 微摩尔。在第二个晶格退火步骤中，使用慢速冷却方法将 20 微升混合物退火到 PCR 热循环器中。对于两个有限矩形格子的两步退火，混合一个微升的10倍三叶乙酸酯EDTA镁缓冲液，0.5微升每10微摩尔DNA存量溶液的一组线性和圆形链在相等摩尔比，和额外的Tris EDTA缓冲液在200微升PCR试管，到10微升的最终体积。在第一个退火步骤中，在PCR热循环器中，使用快速线性冷却方法，如证明，在2个半小时内，将退火32个子瓦溶液混合，每个前体子片溶液与2微升混合在200微升PCR试管中，最终体积为64微升。然后，在第二个退火步骤中，使用慢速冷却方法将热循环器中的 64 微升混合物退火，如所证明的。对于有限晶格的电泳纯化，准备一个本地2%的阿加罗斯凝胶，将20微升的有限晶格溶液加载到每一个井中，并在单独的井中加入5微升100至3000基对DNA梯。在冰水浴中以每百厘米5伏运行凝胶两小时后，在紫外线照射下将目标凝胶带切入约1000个碱基对标记的水平，然后将凝胶带切成细片。将碎凝胶放入过滤柱中，然后离心柱以提取格子。然后，收集原子力显微镜成像的溶液。对于聚乙烯乙二醇（PEG）的有限晶格纯化，将有限晶格溶液的50微升与15%PEG 8000缓冲液的等量混合，将溶液离心，将颗粒重新悬浮在PEG缓冲液的100微升中，进行额外的离心。第二次离心后，重新悬浮三酯醋酸EDTA镁缓冲液中的颗粒，用于原子力显微镜成像。对于无限 2D 晶格原子力显微镜成像，切开一层新鲜的云母，将两个微升的退火样品沉积到干净的表面上。让DNA格子吸收到云母表面两分钟，在洗涤表面前两次，每次洗涤用100微升去离子水，第二次洗涤后用压缩空气干燥表面。要获得空气中无限DNA格子的原子力显微镜图像，打开成像软件中的攻丝模式，将扫描大小设置为0.5至5微米，扫描分辨率为512线，扫描速率在1至3.5赫兹之间。然后，用三角原子力显微镜探头扫描云母表面。对于有限的DNA格子成像，如所证明，切掉一层新鲜的云母，将80微升的一次性三叠醋酸EDTA镁缓冲液沉积到干净的云母表面。接下来，在缓冲液中加入5个微升的有限样品，让DNA格子吸收到云母表面两分钟，然后再在探针中再加入50微升的三氧化二乙酸酯EDTA镁缓冲液。然后，将扫描大小设置为 0.5 至 1 微米，将扫描分辨率设置为 256 行，将扫描速率设置为 1.5 赫兹，然后使用三角形探头扫描表面，如所演示的。圆形DNA在变性页面中的前体线性DNA移动速度略慢，因为圆形DNA内的孔隙被凝胶纤维穿透和延缓。圆形64核苷酸组装系列每个装配体只有一个清晰干净的带子，确认了其单体图案的稳定性。然而，圆形84核苷酸组装系列瓷砖，在其主要带周围有污迹，表明存在次要的亚基产品。无论产品是不正确的关联产品，高产量的优秀格子可以从目标单体图案组装。每个组件在千分尺尺度上都有自己的形态特征，如纳米线、纳米管、纳米螺旋、纳米龙和纳米角。在尝试此过程时，必须记住避免在步骤中或步骤关闭过程中发生碎屑污染。该技术开发后，为DNA纳米技术领域的研究开辟了道路，以探索一些圆形DNA纳米技术的新家族成员。

Research

JoVE Journal

Chemistry

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Gyroid镍纳米结构的嵌段共聚物超分子

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

科研

化学

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

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The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both ...

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对于DNA折纸分析和实验准备云母和硅衬底

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Nanoparticles, as one of the key materials in nanotechnology and nanomedicine, have gained significant importance during the past decade. While ...

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动态和电泳光散射的 DNA-磁性颗粒结合分析

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures

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